DE741590C

DE741590C - Gleichrichteranordnung zur Speisung eines Dreileiter-Gleichstromnetzes

Info

Publication number: DE741590C
Application number: DES135211D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Erich Rolf
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1938-12-29
Filing date: 1938-12-29
Publication date: 1943-11-13

Description

Gleichrichteranordnung zur Speisung eines Dreileiter-Gleichstromnetzes Aus dem Bestreben heraus, Gleichstromanlagen bei Vorhandensein eines Wechselstromnetzes möglichst durch Gleichrichter zu speisen, ergibt sieh häufig die Aufgabe, auch Dreileiter-Gleichstromnetze in dieser Weise mit Strom zu versorgen. Die Erfindung benutzt für diesen Zweck eine Schaltung, bei der die Gleichrichterelemente in Graetzscher Schaltung angeordnet und die Außenleiter des Netzes je an eine Gruppe der aus einer gemeinsamen Transformatorwicklung gespeisten Gleichrichterelemente angeschlossen sind. Der Mittelleiter des Netzes ist dabei mit dem Transformatornullpunkt verbunden. Eine derartige Schaltung ist für Trockengleichrichter bereits bekannt. Bei der bekannten Anordnung handelt es sich jedoch nicht um die Speisung eines normalen Dreileiterverteilungsnetzes, sondern um die Stromversorgung galvanischer Bäder, die in zwei Gruppen mit gemeinsamer Rückleitung aufgeteilt sind. Die galvanischen Bäder sind in diesem Fall also ebenso geschaltet wie die an eine Gleichstromdreileiteranlage angeschlossenen Gleichstromverbraucher. Man könnte daran denken, diese bekannte Schaltung unverändert auch für gewöhnliche Dreileiterverteilungsnetze zu verwenden. Dies wäre jedoch nicht möglich, weil die Betriebsverhältnisse bei solchen Netzen doch ganz andere sind als bei der Speisung galvanischer Bäder. Im Gegensatz zu -den letztgenannten Anlagen muß man bei Dreileiterverteilungsnetzen nämlich immer mit einer .erheblichen Schieflast rechnen, und es ist deshalb, da andererseits die Spannung an den Verbrauchern nicht schwanken darf, ein Spannungsausgleich ,der beiden Netzhälften erforderlich. Bei der bekannten galvanischen Anlage kann zwar auch eine schiefe Belastung eintreten, dabei werden jedoch die Verbraucher durch ihnen zugeordnete Regelwiderstände der jeweiligen Spannung der betreuenden Netzhälfte angepaßt. I?in solcher Betrieb ist bei Dreileiternetzen für die Versorgung unbestimmter Verbraucher vollkommen unmöglich.
Gemäß der Erfindung werden deshalb als Gleichrichterelemente mechanisch bewegte Schaltkontakte benutzt, mit denen Schaltdrosseln in Reihe geschaltet sind. Durch die Schaltdrosseln kann das Kommutierungsproblem des Kontaktgleichrichters als gelöst betrachtet werden. So besteht vor allem bei einem solchen Kontaktgleichrichter die Möglichkeit, durch Verschiebung der Synchronlage der Schaltzeitpunkte oder durch Vorniagnetisierung der Schaltdrosseln auch bei schiefer Belastung des Netzes jederzeit symmetrische Spannungsverhältnisse wiederlierzustellen. Gegenüber den weiterhin bekannten Anordnungen zur Speisung von Dreileiternetzen über Quecksilberdampfgleichrichter hat die Erfindung den Vorteil, daß keine besonderen Ausgleichsaggregate vorzusehen sind. Diese müssen bei Ouecksilberdampfgleichrichtern vorhanden sein, um zu vermeiden, daß in bezug auf die Außenleiter zwei Entladungsstrecken hintereinandergeschaltet sind, was besonders wegen des hohen Spannungsabfalles von Quecksilberdampfgleichrichtern zu einer unerträglichen Verminderung des Wirkungsgrades führen würde. Bei der Gleichrichteranordnung gemäß der Erfindung liegen zwar ebenfalls zwei Gleichrichtereleinente in Reihe zwischen den Außenleitern, jedoch schadet dies hier nichts, da der Spannungsabfall in mechanischen Schaltkontakten einschließlich der Schaltdrosseln außerordentlich gering ist. An Stelle der einfachen Graetz-Schaltung kann auch eine mehrfache Graetz-Schaltung mit mehreren in der Phase gegeneinander versetzten, parallel geschalteten Einzelsystemen Verwendung finden, wobei dann die Transformatorwicklung als Gabelschaltung mit einer der Anzahl der Systeme entsprechenden Zahl von Gabelzweigen ausgeführt werden kann. Die Parallelschaltung kann dabei über Strom-oder Spannungsteiler bzw. über Saugdrosseln erfolgen. Hierdurch ergibt sich bei unverminderter Stromführungsdauer der Gleichrichterkontakte eineHerabsetzung derWelligkeit, -was wiederum .den aufzuwendenden Glättungsmitteln zugute kommt. Bei der Beniessung der Glättungseinrichtungen ist zu beachten, daß die Spannung zwischen einem Außenleiter und dem Mittelleiter eine Welligkeit besitzt, die größer ist als die der Spannung zwischen beiden Außenleitern. Der nur über eine Hälfte des Netzes fließende Ausgleichsstrom wird daher ebenfalls eine höhere Welligl#:eit besitzen als der Strom, der sich ühcr die beiden Außenleiter schließt. Unter -liesen Umständen ist es wichtig, daß wenigstens in dem Mittelleiter eine Glättungsinduktivität vorgesehen wird, die jedoch nur für den Ausgleichsstrom zu bemessen ist. Zusätzlich können dann in den Außenleitern ebenfalls noch Glättungsinduktivit.iten angeordnet werden, zu denen dann schließlich noch auf die hauptsächlich störend-en Frequenzen abgestimmte Schwingungskreise zwischen je einem Außenleiter und dein Nullleiter treten können.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Fig. i zeigt eine Schaltung mit einer einfachen Graetz-Schaltung, bestehend aus den beiden Kontaktgruppen K, und Ist, deren Kontakte zu je zwei an eine gerneinsam.e Klemme der in Stern geschalteten Sekundärwicklung des Transformators T angeschaltet sind. Der positive AußenleiterP liegt an der einen Kontaktgruppe K,, während der negative Leiter X an die Kontaktgruppe K, geführt ist. Der 1Zittelleiter 17 ist an den Sternpunkt der Transformatorsekundärwicklungangeschlossen. Zur Glättung dient in dem Mittelleiter eine für den Ausgleichsstrom bemessene Glättungsdrossel G3, zu der, falls erforderlich, noch die Glättungsdrosseln G, und G= in den beiden Außenleitern hinzutreten können. 0l und ()= sind Saugkreise, die auf die dritte Oberwelle abgestimmt sind und vor allein die Aufgabe haben, Rundfunkstörungen zu unterbinden. Zu diesen Saugkreisen können nötigenfalls noch weitere hinzutreten, die auf andere störende Oberwellen abgestimmt sind.
In Fig. 2 bildet die Sekundärwicklung des Transformators T eine Gabelschaltung, bei der der Winkel zwischen zwei Außenklemmen 3o° beträgt. An je drei zusammengehörige Gabelzweige dieser Wicklung sind wiederum zwei Kontaktsysteme K, und k= bzw. K,' und h'2' in Graetzscher Schaltung angeschaltet, so daß sich zwei vollständige dreiphasigeGraetz-Schaltungen ergeben, die mit einer Phasenverschiebung von 30° arbeiten. Die beiden Kontaktgruppen K, und Ki sind ebenso wie die Kontaktgruppen K. und K.' durch Saugdrosseln S, bzw. S. parallel geschaltet, wobei also die Außenleiter an die Mittelpunkte dieser Saugdrosseln angeschlossen sind. Die Graetz-Systeme arbeiten in bezug auf die Außenleiter mit einer Phasenverschiebung von 3o° parallel, was auf die Erzeugung einer Spannung von i2phasiger Welligkeit hinausläuft.
Die Erfindung eignet sich besonders für die Fälle, in denen bereits vorhandene, bisher durch Maschinen gespeiste Drexleüternetze auf Gleichrichterbetrieb umgestellt werden sollen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: r. Gleichrichteranordnung zur Speisung eines Dreileiter-Gleichstromnetzes, dessen beide Außenleiter je an eine Gruppe der in Graetzscher Schaltung angeordneten, aus einer gemeinsamen Transformatorwicklung gespeisten Gleichrichterelemente und dessen Mittelleiter .an den Transformatornullpunkt angeschlossen sind, @da.-.durch gekennzeichnet, daß als Gleichrichterelemente mechanisch bewegte Schaltkontakte dienen, mit denen Schaltdrosseln' in Reihe geschaltet sind.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, -daß an die gemeinsame Transformatorwicklung n dreiphasige, in der Phase um 6n Grad elektrisch versetzte, mit beiden Polen durch Saugdrosseln in bezug auf dieAußenleiter parallel geschaltete Graetz-Systeme geschaltet sind.
3. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche, in den Außenleitern etwa noch erforderliche Glättungsdrosseln symmetrisch auf beide Hälften verteilt sind.
4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Außenleiter und den Mittelleiter Saugkreise geschaltet sind, die in erster Linie auf die dritte Oberwelle abgestimmt sind. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand .der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: »Helios Fach- und Exportzeitschrift für Elektrotechnik; vom io. Mai 1936, S. 59o, Abb. 2; AEG-Mitteilungen vom Mai 1937, S. 192, Bild 4 und S. 193, linke Spalte, Abs. 2; deutsche Patentschrift Nr. 344 726; französische Patentschrift Nr. 819 137; amerikanische Patentschrift Nr. 2 001 532, 2039034.